水泥土地层冻融温度场全过程发展影响研究

摘要

为研究水泥改良土地层冻融温度场发展的影响因素，以广州地铁三号线某地铁隧道冻结工程为背景，通过水、热耦合的方式模拟隧道冻融温度场，研究其冻融温度场全过程发展影响规律，并与实测数据对比证明模型的精确性，分析导热系数、容积热容、原始地温和水泥掺量等因素对冻融温度场的影响。结果表明，土体在冻融温度场全过程发展过程中，先是大幅度降温，形成稳定冻结帷幕后，降温速率变缓，有效冻结壁厚度缓慢增加，进入自然解冻阶段后，温度快速上升直至达到相变阶段，在该阶段维持一段长时间后，土体迅速恢复正温；分析不同因素对冻结温度场的影响规律，其中土体容积热容，原始地温对冻结温度场冻结效果呈负相关，对于自然解冻温度场影响不大；土体导热系数的降低会抑制冻结温度场的发展，但是可以缩短自然解冻的周期；在水泥掺量为12%时，土体冻结效果最好，且融沉温度场发展速率最快，自然解冻周期最短。

关键词

地铁隧道 / 水泥改良土 / 冻融 / 温度场 / 数值模拟